دیتاشیت فنی لامپ LED سوراخ‌دار LTL-R42FEWADHBPT - قرمز 625 نانومتر - 2.5 ولت - 52 میلی‌وات

1. مرور کلی محصول

قطعه LTL-R42FEWADHBPT یک نشانگر مدار چاپی (CBI) است که از یک نگهدارنده پلاستیکی سیاه زاویه‌قائم (هاوسینگ) متصل به یک لامپ LED خاص تشکیل شده است. این طراحی برای مونتاژ ساده روی بردهای مدار چاپی (PCB) در نظر گرفته شده است. این محصول بخشی از یک خانواده است که در پیکربندی‌های مختلف از جمله نمای روبرو و زاویه‌قائم، و همچنین آرایه‌های افقی یا عمودی قابل انباشت برای انعطاف‌پذیری طراحی موجود می‌باشد.

1.1 مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی سوراخ‌دار و نگهدارنده، نصب ساده و قابل اطمینان روی برد مدار را تسهیل می‌کند.
• بهره‌وری انرژی:دارای مصرف توان پایین و بازده نوری بالا است.
• انطباق محیطی:این یک محصول بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است.
• بسته‌بندی استاندارد:در قالب نوار و قرقره عرضه می‌شود که با فرآیندهای مونتاژ خودکار سازگار است.

1.2 کاربردهای هدف

این لامپ نشانگر برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مناسب است، از جمله:

• لوازم جانبی کامپیوتر و نشانگرهای وضعیت داخلی.
• تجهیزات ارتباطی.
• الکترونیک مصرفی.
• پنل‌های کنترل صنعتی و ماشین‌آلات.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• تلفات توان (Pd):حداکثر 52 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (سیکل وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):حداکثر 20 میلی‌آمپر DC.
• کاهش جریان (دریتینگ):بالای دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد با نرخ 0.27 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد الزامی است.
• محدوده دمای کاری (T_opr):30- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

اندازه‌گیری شده در دمای محیط (T_A) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (I_F) 10 میلی‌آمپر، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V):از حداقل 3.8 میلی‌کاندلا تا حداکثر 50 میلی‌کاندلا متغیر است، با مقدار معمول 18 میلی‌کاندلا. یک تلرانس تست ±15% بر روی حدود دسته‌بندی اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):تقریباً 100 درجه، که به عنوان زاویه خارج از محوری تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد.
• طول موج پیک (λ_P):630 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d):از 613.5 نانومتر تا 633 نانومتر متغیر است، که رنگ درک شده (قرمز) را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر، معمول.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.5 ولت، با حداکثر 2.5 ولت در 10 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول بر اساس پارامترهای نوری کلیدی به دسته‌هایی طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی رنگ و روشنایی در یک کاربرد تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌بندی شده در I_F= 10 میلی‌آمپر. هر کد دسته یک تلرانس ±15% بر روی حدود خود دارد.

• 3ST:3.8 – 6.5 میلی‌کاندلا
• 3UV:6.5 – 11 میلی‌کاندلا
• 3WX:11 – 18 میلی‌کاندلا
• 3YZ:18 – 30 میلی‌کاندلا
• AB:30 – 50 میلی‌کاندلا

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (رنگ)

دسته‌بندی شده در I_F= 10 میلی‌آمپر. تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

• H27:613.5 – 617.0 نانومتر
• H28:617.0 – 621.0 نانومتر
• H29:621.0 – 625.0 نانومتر
• H30:625.0 – 629.0 نانومتر
• H31:629.0 – 633.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است که برای طراحی مدار و درک رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ضروری هستند.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:رابطه غیرخطی بین جریان راه‌اندازی و خروجی نور را نشان می‌دهد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه I-V دیود را نشان می‌دهد که برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مهم است.
• توزیع طیفی:توان تابشی نسبی در طول‌موج‌های مختلف را به تصویر می‌کشد که برای این LED قرمز حول 630 نانومتر متمرکز است.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

قطعه دارای طراحی سوراخ‌دار زاویه‌قائم است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (با معادل اینچ) هستند.
• تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر (±0.010 اینچ) است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• نگهدارنده (هاوسینگ) از پلاستیک سیاه یا خاکستری تیره ساخته شده است.
• لامپ LED یکپارچه قرمز با لنز پخش‌کننده قرمز است.

5.2 مشخصات بسته‌بندی

• نوار حامل:آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه. تلرانس تجمعی گام 10 دندانه‌ای ±0.20 است.
• قرقره:قرقره استاندارد 13 اینچی حاوی 400 قطعه.
• کارتن:
  • 1 قرقره همراه با یک ماده خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت در یک کیسه ممانعت‌کننده رطوبت (MBB) بسته‌بندی می‌شود.
  • 2 کیسه MBB در 1 کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند (مجموعاً 800 قطعه).
  • 10 کارتن داخلی در 1 کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شوند (مجموعاً 8000 قطعه).

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

• بسته‌بندی مهر و موم شده:در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود. ظرف یک سال استفاده شود.
• بسته‌بندی باز شده:در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. قطعات باید ظرف 168 ساعت (1 هفته) پس از باز شدن، تحت ریفلو IR قرار گیرند. برای نگهداری بیش از 168 ساعت، یک عملیات پخت 48 ساعته در دمای 60 درجه سانتی‌گراد قبل از مونتاژ SMT توصیه می‌شود.

6.2 فرم‌دهی پایه‌ها

خم کردن باید در نقطه‌ای حداقل 2.0 میلی‌متر از پایه لنز/نگهدارنده LED، در دمای معمولی وقبل ازلحیم‌کاری انجام شود. نباید از پایه فریم پایه به عنوان تکیه‌گاه استفاده کرد.

6.3 پارامترهای لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2.0 میلی‌متر باید بین نقطه لحیم و پایه لنز/نگهدارنده حفظ شود.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دمای 350 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم تا حداکثر 120 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 100 ثانیه. دمای موج لحیم حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه.

6.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط با حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل تمیز کنید.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

این LED برای نشان دادن وضعیت عمومی در تابلوهای داخلی و خارجی، و همچنین تجهیزات الکترونیکی استاندارد در بخش‌های محاسباتی، ارتباطی، مصرفی و صنعتی مناسب است.

7.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان مستقیم به 20 میلی‌آمپر DC یا کمتر استفاده کنید. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از ولتاژ مستقیم معمول (V_F= 2.5V) محاسبه کرد.
• مدیریت حرارتی:منحنی کاهش جریان بالای دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد را رعایت کنید. در محیط‌های با دمای بالا یا فضاهای بسته، جریان راه‌اندازی را کاهش دهید تا از تجاوز از حداکثر دمای اتصال جلوگیری شود.
• تنش مکانیکی:در حین مونتاژ PCB حداقل نیروی گیره را اعمال کنید تا از وارد آمدن تنش به پکیج LED جلوگیری شود. از هرگونه تنش خارجی روی پایه‌ها در حین لحیم‌کاری در حالی که قطعه داغ است خودداری کنید.
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس:از آنجایی که قطعه دارای ولتاژ شکست معکوس پایینی است، اطمینان حاصل کنید که طراحی مدار از اعمال بایاس معکوس بیش از 5 ولت جلوگیری می‌کند.

8. پرسش‌های متداول (FAQs)

8.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λ_P):طول‌موجی که در آن توان نوری ساطع شده حداکثر است (برای این قطعه 630 نانومتر).طول موج غالب (λ_d):یک طول موج واحد مشتق شده از نمودار رنگ‌سنجی CIE که به بهترین شکل رنگ درک شده نور را نشان می‌دهد (از 613.5 تا 633 نانومتر). طول موج غالب برای مشخص کردن رنگ مرتبط‌تر است.

8.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله، اما استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان اجباری است. به عنوان مثال، برای دستیابی به I_Fمعمول 10 میلی‌آمپر از منبع 5 ولت: R = (V_منبع- V_F) / I_F= (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ω. یک مقاومت استاندارد 240 Ω یا 270 Ω مناسب خواهد بود.

8.3 چرا نگهداری و جابجایی پس از باز کردن بسته‌بندی اینقدر حیاتی است؟

پکیج‌های LED می‌توانند رطوبت را از جو جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی ("پاپ کورن شدن") شود که منجر به خرابی می‌شود. فرآیند پخت مشخص شده این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

8.4 چگونه کدهای دسته‌بندی روی بسته‌بندی را تفسیر کنم؟

کد دسته (مثلاً 3WX-H29) محدوده شدت نور (3WX = 11-18 میلی‌کاندلا) و محدوده طول موج غالب (H29 = 621.0-625.0 نانومتر) را مشخص می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر یکنواخت دارند، مشخص کردن و استفاده از قطعات از یک دسته یکسان ضروری است.

9. مثال عملی طراحی

سناریو:طراحی یک نشانگر روشن بودن برای دستگاهی که با خط 3.3 ولت تغذیه می‌شود، که نیاز به سیگنال قرمز با روشنایی متوسط دارد.

1. انتخاب قطعه:یک کد دسته مانند 3WX-H30 برای روشنایی یکنواخت (11-18 میلی‌کاندلا) و رنگ (قرمز 625-629 نانومتر) انتخاب کنید.
2. طراحی مدار:هدف I_F= 10 میلی‌آمپر برای عمر طولانی و روشنایی کافی.
   • محاسبه مقاومت: R = (3.3V - 2.5V) / 0.01A = 80 Ω.
   • از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد استفاده کنید، مثلاً 82 Ω.
   • بررسی توان در مقاومت: P = I²R = (0.01)²* 82 = 0.0082W. یک مقاومت استاندارد 1/8W یا 1/10W کافی است.
3. چیدمان PCB:فوت‌پرینت LED را مطابق نقشه ابعاد زاویه‌قائم قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که منطقه ممنوعه 2.0 میلی‌متری از پایه لنز در ماسک لحیم و پور مس رعایت شده است.
4. مونتاژ:پروفایل لحیم‌کاری موجی مشخص شده را دنبال کنید، اطمینان حاصل کنید که PCB پیش‌گرم شده است و LED بیش از عمق مجاز غوطه‌ور نشده است.

10. اصل عملکرد

این قطعه یک دیود نورافشان (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ مستقیم مشخصه آن (V_F) اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ماده نیمه‌هادی (AlInGaP برای این LED قرمز) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های نیمه‌هادی طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. لنز پخش‌کننده یکپارچه در پکیج، نور را پراکنده می‌کند و زاویه دید وسیع 100 درجه مشخصه این لامپ نشانگر را ایجاد می‌کند.

11. روندهای فناوری

در حالی که LEDهای سوراخ‌دار برای قابلیت اطمینان در برخی کاربردها حیاتی باقی مانده‌اند، روند کلی صنعت به سمت پکیج‌های قطعات نصب سطحی (SMD) برای چگالی بالاتر، مونتاژ خودکار و عملکرد حرارتی بهتر است. با این حال، قطعات سوراخ‌دار مانند این همچنان در کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا، سهولت مونتاژ/نمونه‌سازی دستی، یا جایی که سیم‌کشی نقطه به نقطه استفاده می‌شود، ترجیح داده می‌شوند. پیشرفت‌ها در مواد همچنان به بهبود بازده و طول عمر همه انواع LED، از جمله نشانگرهای سوراخ‌دار ادامه می‌دهد.